MOVIMIENTOS ABSOLUTOS Y RELATIVOS FUERZAS EN LAS

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Geotectónica 2015 (U.B.A.) T.P. N ° 5
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Fecha: . . . . . . . . . . . .
GEOTECTONICA
TRABAJO PRACTICO Nº 5
MOVIMIENTOS ABSOLUTOS Y RELATIVOS
FUERZAS EN LAS PLACAS LITOSFÉRICAS, HOTSPOTS
Objetivos
1) Analizar las diversas fuerzas que actúan sobre las placas litosféricas que son responsables del
movimiento y en base al análisis establecer el orden de importancia de las mismas.
2) Analizar el concepto de movimiento relativo y absoluto de placas; establecer velocidades en
base a datos de hotspots.
Movimientos Absolutos
Con los movimientos relativos entre placas no es posible definir los movimientos absolutos
de las placas en relación con, por ejemplo, el eje de rotación de la tierra, o cualquier sistema de
coordenadas fijas. Para describir los movimientos relativos entre dos placas sobre la base de la
Teoría de Propagación de los Fondos Oceánicos es necesario que entre ellas exista por lo menos
un camino hipotético que atraviese sólo límites de divergencia.
Uno de los métodos para evaluar los movimientos relativos de las placas consiste en asumir
arbitrariamente que una placa, o borde de placa se encuentra fijo. A partir de esta presunción
pueden calcular los movimientos relativos de otras placas siempre y cuando se cumpla la condición
de límite de divergencia.
La
definición
de
los
movimientos absolutos se realiza
actualmente mediante mediciones
satelitales, las cuales a través de
compleja tecnología laser permite
obtener los movimientos absolutos de
las diferentes placas. Estos utilizan
sistemas de referencia fuera de la
Tierra, que permiten conocer la
posición instantánea de cada uno de
los continentes. Además los Puntos
Calientes (hot spots) sirven de base
para un segundo método muy
utilizado por los geofísicos que se
describe a continuación.
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Figura 1 : Cadenas de islas y montes
oceánicos en el Océano Pacífico: Dorsal
Hawaiana, Emperador e Islas de
Marshall - Ellice. Notar el polo de Euler
(70ºN, 66ºO y θ=18º) al movimiento de
la placa pacífica. Para más detalles ver
Wessel et al. 2006.
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Los Puntos Calientes como referentes fijos
La mayor parte de las zonas volcánicas de la tierra corresponden a márgenes de placas, ya
sean convergentes o divergentes. Sin embargo, existen algunas áreas vólcanicas aisladas que se
encuentran distantes de tales márgenes. Estas regiones, junto con las áreas volcánicas inusualmente
activas que sí se encuentran sobre márgenes divergentes, se denominan Puntos Calientes (hot
spots). Ejemplos de ellos son Islandia, Azores, Galápagos, Hawaii-Emperador, Yellowstone;
contando en total 41 puntos calientes activos. El origen de los Puntos Calientes aún es objeto de
estudio, especialmente en el caso de aquellos ubicados en el interior de las placas. No obstante,
independientemente de su origen, los Puntos Calientes constituyen, en el Océano Pacífico, varias
cordilleras oceánicas formadas por islas volcánicas.
La Figura 1 muestra estas cadenas de islas volcánicas y montes submarinos ubicados en el
Océano Pacífico. Los volcanes activos se encuentran en el extremo sureste de cada cadena y las
edades radimétricas sugieren que las rocas volcánicas en cada cordillera son progresivamente más
antiguas desde el sureste hacia el noroeste. Se ha establecido que tales cadenas volcánicas se han
producido debido al movimiento de la Placa Pacífica por encima de los Puntos Calientes "fijos" en
el manto. Sin embargo, algunos estudios indican que el hotspot de Hawaii habría tenido
movimiento de deriva hacia el sur entre los 81 y 45 millones de años. Estos sistemas hotspots
pueden ser utilizado para calcular las velocidades absolutas mínimas del movimiento de las placas.
Ejercicio 1:
***
En la Figura 2 se indican las velocidades relativas de expansión de las Dorsales CentroAtlántica y de Carlsberg en el Océano Indico. Suponiendo que los movimientos entre las placas
analizadas tienen en común sus respectivos polos de rotación; y que las magnitudes de las
velocidades lineales se midieron sobre el mismo círculo menor centrado en dicho polo, estime:
(i) Velocidad de
movimiento
(ii) Dirección de
movimiento
(a) Placa Americana fija
(b) Placa Australiana fija
Figura 2 : Sección de la Tierra desde la Placa Americana (Océano Atlántico) hasta la Placa Australiana
(Océano Indico) pasando por la de Africa.
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Ejercicio 2:
Ubique cada una de las fuerzas listadas a continuación en la Figura 3. Determine si son
fuerzas que oponen resistencia al movimiento, colaboran con él o producen ambos efectos:
FUERZA
PRODUCE
EMPUJE
PRODUCE
RESISTENCIA
FDO (Oceanic drag force)
FDO (Continental drag force)
FRP (Ridge push force)
FTF (Transform fault force)
FSP (Slab pull force force)
FRS (Slab resistance force)
FRO (Overrriding resistance force)
FSU (Trench Suction force)
FRB (Bending resistance force)
FCR (Collisional resistance force)
Figura 3: Esquema con los vectores de fuerzas actuantes en las placas litosféricas.
AMBOS
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Ejercicio 3:
Sabiendo que la velocidad de convergencia de una losa oceánica depende de:







la edad de la corteza oceánica (Figura 4.A),
la longitud del segmento subducido (Figura 4.B y C),
los cambios mineralógicos asociados a la profundidad,
la interacción de la losa con la discontinuidad 660km (Figura 4.B y C),
la presencia de fallas transformes (generación de tearings),
cambios de espesor de la corteza oceánica (seamounts),
la relación entre el perímetro de la losa y la longitud de la trinchera (Figura 4.D)
Analice las zonas de subducción de las placas de Filipinas y de Cocos en base a la información que
se muestra en la Figura 4 y justifique las diferencias de velocidad existentes entre ambas regiones
(Figura 4.D). ¿Qué factores de los mencionados anteriormente son predominantes en cada caso?
Ejercicio 4:
En siguiente cuadro, se especifican las tres tipos de límites de placas (a-c). Indique cúal de
estos márgenes se caracterizan por poseer mayor sismisidad e identifique sus características
geológicas más importantes.
Hipocentros
sísmicos
superficiales
(<50 Km)
Actividad ignea
Hipocentros Actividad ígnea
caracterizada
Ausencia de
caracterizada
sísmicos un
por erupciones
actividad
plano inclinado por erupciones
de lavas
ígnea
(de 300 a 700 de lavas básicas
intermedias y
y de gabros
km de prof)
granitos
(a) Margen de placa
constructivo
(b) Margen de placa
destructivo
(c) Margen de placa
conservativo
Ejercicio 5: A partir de la edad de las cadenas volcánicas formada por el hotspost de Hawaii y la
velocidad absoluta mínima promedio de la Placa Pacífica:
1. Calcular las velocidades de la dorsal de Hawaii y Emperador.
2. ¿Cuánto tiempo ha estado activo en el punto caliente de Hawaii-Emperador?.
3. En base a la Figura 5, calcule las velociades (mm/año), dirección y sentido de los
segmentos Hawaii-Yüyarku y Kókó Guyot-Sulko. ¿Qué representa estas velocidades?
4. ¿Qué cambios se han producido en la dirección y la velocidad del movimiento de la placa
Pacífica desde los 60Ma hasta la actulidad, asumiendo que el hotspot de Hawaii ha estado activo y
fijo desde entonces?.
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Figura 4. A) Edad del fondo oceánico. Los recuadros corresponden a las placas de Filipinas y Cocos. B)
Zona de subducción de Filipinas. Se muestran cuatro perfiles trasversales con las profundidades de los
sismos registrados. C) Subducción de la placa de Cocos con la profundidad de la zona Wadati-Benioff . D)
Velocidades de convergencia vs. longitud de trinchera.
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Figura 5 : Cadenas de islas y montes oceánicos en el Océano Pacífico. Dorsal asísmica Hawaii-Emperador
con las edades en Ma y distancia al hotspot actual.
Bibliografía
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campus.exactas.uba.ar (Carpeta TP 5, archivos KMZ y artículos relacionados)
Quinteros, J. and Sobolev, S.V. (2013). Why has the Nazca plate slowed since the
Neogene?. Geology, 41(1), 31-34.
Wessel and Muller, 2009. In: Watts (ed) Crust and Lithosphere Dynamics: Treatise on Geophysics
http://goo.gl/CKv02C
Wessel P, Harada Y, and Kroenke LW (2006). Towards a selfconsistent, high-resolution absolute
plate motion model for the Pacific.Geochemistry, Geophysics, Geosystems 7,
doi:10.1029/2005GC001000.
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